一种智能无功功率补偿控制器的制作方法

本实用新型涉及一种智能无功功率补偿控制器。

背景技术：

提高功率因数、电能的高效利用，成为电力设计者必须解决的重要问题，减少无功损耗，提高电能的利用率，实现经济、节约、高效、可靠的电力供应系统。

当今传感器技术，微处理器技术的发展使得对电网的电能质量及可靠性的监测控制成为可能。传感器数字化、微型化，智能化的发展提高了变量转换的速度和质量；微处理器的发展，数据处理能力的大幅提高，实现了数据的高速采集处理，使无功功率得到实时补偿。无功补偿提高了电能质量，优化了供电网络，使电网供电变得安全、经济、可靠。

而现有的工厂配电常常会出现功率不能够有效利用，利用率低，无功功率大，能源耗费大，运行不稳定。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种智能无功功率补偿控制器，降低视在功率，电能使用率提高，运行更稳定，以解决现有技术中存在的问题。

本实用新型采取的技术方案为： 一种智能无功功率补偿控制器，包括微控制器，所述微控制器连接有功率因素采集电路、电压电流检测电路和投切电路，所述功率因素采集电路连接到配电箱输出线路上，用于检测电压电流相位差，所述电压电流检测电路连接到配电箱输出线路上，用于测量电压电流大小，所述投切电路连接到配电箱输出线路上，用于补偿电压电流的相位差。

优选的，上述功率因素采集电路包括电压相位差采集电路和电流相位差采集电路，所述电压相位差采集电路包括依次连接的电压互感器和电压方波发生电路，所述电流相位差采集电路包括依次连接的电流互感器和电流方波发生电路。

优选的，上述控制器采用AT89C52控制芯片。

优选的，上述电压电流检测电路包括电压采集电路和电流采集电路，所述电压采集电路和电流采集电路上都分别连接有模数转换电路，因采用AT89C52控制器内部没集成的模数转换，通过AD模块与单片机的数据交换后后，把AD采样到的信号经过单片机的计算后便求出所测得电压和电流值。

优选的，上述控制器上还连接有人机交互模块，所述人机交互模块包括显示屏和按键，显示屏用于实时显示采集的电压、电流、功率因数、手动与自动投切控制方式，按键用于投切方式的改变。

优选的，上述控制器还连接有报警装置，所述报警装置采用警示灯和蜂鸣器，用于当无功功率超过设置值时，控制器将控制蜂鸣器发出报警信号。

优选的，上述投切电路包括手动投切电路和自动投切电路，便于进行不同方式的投切，提高控制的稳定性。

本实用新型的有益效果：与现有技术相比，本实用新型通过控制器连接到电压电流采集电路和无功功率因素采集电路以及投切电路对配电箱输出线路上进行动态实时监测和补偿，实现了配电箱输出电网的无功补偿，大大降低了视在功率，从而在设备的选型上容量也降低了，投资成本大大减少，通过无功补偿减小了视在功率，从而使供电网络的供电负担降低，电能的使用效率得到大大的提高，本实用新型还具有结构简单、价格便宜和控制方便快捷的特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的控制流程图；

图3为本实用新型的投切电路结构示意图；

图4为本实用新型的电源电路结构示意图；

图5无功补偿原理图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对实用新型进行进一步介绍。

无功补偿原理，即在感性系统中通过并联电容器来消除由于无功过高而造成的电流严重滞后，来达到调节无功功率的作用，从而提高系统的功率因素。无功补偿基本原理如图5。

当供电负载的容量为S时，此时对应的无功功率为Q，有功功率为P，功率因素为。我们为了提高的值必须减小P和S之间的夹角，即我们对系统进行无功补偿后，功率因素可以提高到。从图可以看出，此时视在功率变为Sˊ,明显减小，而无功功率减小了，但有功功率是没有变化，这就达到了补偿效果。所以无功补偿的意义非常重要，我们使用的有功功率不变的情况下，通过提高功率因素，消除了部分不合理的无功功率，从而使供电的视在功率降低。我们通过无功补偿，大大降低了视在功率，从而在设备的选型上容量也降低了，花费的投资也相应减少了。更重要的是，通过无功补偿减小了视在功率，从而使供电网络的供电负担降低，电能的使用效率得到大大的提高。

实施例1： 如图1-4所示，一种智能无功功率补偿控制器，包括微控制器，微控制器连接有功率因素采集电路、电压电流检测电路和投切电路，功率因素采集电路连接到配电箱输出线路上，用于检测电压电流相位差，电压电流检测电路连接到配电箱输出线路上，用于测量电压电流大小，投切电路连接到配电箱输出线路上，用于补偿电压电流的相位差，功率因素采集电路包括电压相位差采集电路和电流相位差采集电路，电压相位差采集电路包括依次连接的电压互感器和电压方波发生电路，电流相位差采集电路包括依次连接的电流互感器和电流方波发生电路，控制器采用AT89C52控制芯片，电压电流检测电路包括电压采集电路和电流采集电路，电压采集电路和电流采集电路上都分别依次连接有信号调理电路和模数转换电路，控制器上还连接有人机交互模块，人机交互模块包括LCD1602显示屏和按键，控制器还连接有报警装置，报警装置采用警示灯和蜂鸣器，投切电路包括手动投切电路和自动投切电路，控制器还连接有显示屏和按键。

上述功率因数检测电路：电压互感器与电流互感器分别采集交流电压和电流。在电流互感器二次侧，需要串联一定大小的电阻，电压互感器二次侧不能短路，电流互感器二次侧不能开路，经过信号调理电路使交流信号变成微处理器能够接收处理的3.3V以内电压信号。

上述A/D转换电路：选用的微控制器是AT89C52，内部没集成的模数转换。通过AD模块与单片机的数据交换后后，把AD采样到的信号经过单片机的计算后便求出所测得电压和电流值。

上述报警装置：当无功功率控制器上的温度探测模块（温度传感器）探测到无功功率控制器无功超过设置的报警值时，控制器将控制蜂鸣器和警示灯发出报警信号。

上述按键主要设置手动和自动的功能切换键，以及在使用手动模式时能使用键盘对系统的电容器可以进行手动投切。投切键盘设置两颗，一颗加键，一颗减键。在切换至手动模式时，加键实现电容组的循环投入，最大全部投入，减键实现电容组的切除，用于系统处于过补时。

控制器使用过程：

①无功功率补偿控制器上电，控制器处于参数设置状态，设置自动/手动投切方式，相应指示灯亮；

②电压电流互感器采集相应参数并在人机面显示，经过控制器计算与设定值比较，即确定是否按照设定的投切方式进行补偿，否则进行投切切换；

③手动投切用于过补偿投切键盘设置两颗，一颗加键，一颗减键。在切换至手动模式时，加键实现电容组的循环投入，最大全部投入，减键实现电容组的切除。

控制原理：控制器通过功率因素采集电路和电压电流采集电路采集被测线路的功率因素、电压和电流，当功率因素低于0.95时，需要进行投切，反之，重新进行功率因素、电压和电流的数据采集。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。